JP4484242B2 - Engine EGR system - Google Patents

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Description

本発明は、トラック等の車両に使用されて好適な、エンジンのＥＧＲシステムに関する。   The present invention relates to an engine EGR system suitable for use in vehicles such as trucks.

従来、例えば、トラック等の車両のエンジンのＥＧＲシステムは、エンジンの排気ガスの一部を再度エンジンに吸気させ、吸気中の酸素濃度を低下させることによりエンジンの燃焼温度を下げて、主にＮＯX の低減を図るものである。特に、近年におけるディーゼルエンジンのＮＯX 低減対策として、極めて重要なシステムである。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an EGR system for a vehicle engine such as a truck mainly reduces the combustion temperature of the engine by lowering the oxygen concentration in the intake air by partially sucking the engine exhaust gas into the engine, mainly NO. This is intended to reduce X. In particular, the NO X reduction measures of the diesel engine in recent years, is a very important system.

このエンジンのＥＧＲシステムは、例えば、図８に示すように、エンジン１０１の排気ガスの一部をエクゾーストマニホールド１０２から抽出し、その排気ガスをＥＧＲクーラ１０３を通し、破線で示すエンジン冷却水により冷却して温度を下げてから、インテークマニホールド１０４に供給する。一般には、流量制御弁１０５によって、エンジンの高負荷時にはＥＧＲ量を少なく、低負荷時にはＥＧＲ量を多くする制御がなされる。   In this engine EGR system, for example, as shown in FIG. 8, a part of the exhaust gas of the engine 101 is extracted from the exhaust manifold 102, and the exhaust gas passes through the EGR cooler 103 and is cooled by engine cooling water indicated by a broken line. Then, the temperature is lowered and then supplied to the intake manifold 104. In general, the flow rate control valve 105 performs control to decrease the EGR amount when the engine is high and increase the EGR amount when the engine is low.

これと同様のＥＧＲシステムであり、特に高負荷時のＥＧＲガスの流量を十分に確保するようにしたもの等も開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２８５８５４号公報（第２−３頁、第１図） An EGR system similar to this is disclosed, in particular, in which a sufficient flow rate of EGR gas at a high load is ensured (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-285854 A (page 2-3, FIG. 1)

上述のように、従来のエンジンのＥＧＲシステムは、エンジンの排気ガスの一部を再度エンジンに吸気させ、吸気中の酸素濃度を低下させることによりエンジンの燃焼温度を下げて、主にＮＯX の低減を図るものであり、燃焼温度の高温化が進むエンジン、特にディーゼルエンジンにおいては、極めて重要なシステムとなっている。 As described above, EGR system of a conventional engine, a portion of the exhaust gas of the engine is an intake again to the engine, lowering the combustion temperature of the engine by lowering the oxygen concentration in the intake air, mainly NO X This is intended to reduce and is an extremely important system in an engine whose combustion temperature is increasing, especially a diesel engine.

しかしながら、このＥＧＲシステムを備えたエンジンにおいて、多量のＥＧＲを行なった場合、エンジン冷却水の温度が大幅に上昇して、エンジンラジエータの冷却能力を上回ることがある。このような場合には、冷却水の温度が下がらずに、エンジンのオーバーヒート等の問題が発生する。一方、このエンジンのオーバーヒート等に対応するため、ラジエータを大型化することは、車両構造の大幅な変更が必要になる等の理由から、実現が難しいという問題がある。   However, when a large amount of EGR is performed in an engine equipped with this EGR system, the temperature of the engine cooling water may increase significantly and exceed the cooling capacity of the engine radiator. In such a case, the temperature of the cooling water does not decrease, and problems such as engine overheating occur. On the other hand, there is a problem that it is difficult to increase the size of the radiator in order to cope with the engine overheating and the like because a large change in the vehicle structure is required.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、多量のＥＧＲを行なった場合にも、エンジンのオーバーヒートを車両構造の大幅変更等を行わずに確実に防止することができる、エンジンのＥＧＲシステムを提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and even when a large amount of EGR is performed, the engine can be reliably prevented from overheating without significantly changing the vehicle structure. It is an object to provide an EGR system.

上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、エンジンの排気ガスを冷却してエンジンに再吸気させるためのＥＧＲクーラを備えたエンジンのＥＧＲシステムにおいて、ＥＧＲクーラは、排気ガスと内部を流通するＥＧＲガス冷却水との熱交換を行い、このＥＧＲガス冷却水は、エンジン冷却水を冷却するためのエンジンラジエータとは独立に配設されたＥＧＲガス冷却水熱交換器により冷却されることにある。   In order to solve the above-mentioned problem, the means employed by the present invention is an engine EGR system that includes an EGR cooler for cooling the exhaust gas of the engine and causing the engine to re-intake the air. Heat exchange with the EGR gas cooling water flowing through the inside is performed, and this EGR gas cooling water is cooled by an EGR gas cooling water heat exchanger disposed independently of the engine radiator for cooling the engine cooling water. There is to be.

このように、本エンジンのＥＧＲシステムにおいては、ＥＧＲクーラ内を通過するエンジンの排気ガスはＥＧＲガス冷却水により冷却され、かつ、このＥＧＲガス冷却水は、エンジンラジエータとは独立に配設されたＥＧＲガス冷却水熱交換器により冷却されるから、多量のＥＧＲを行なった場合にも、従来のように、エンジン冷却水の温度が大幅に上昇してラジエータの冷却能力を上回るようなことがなく、オーバーヒート等の問題を確実に防止することができる。これに伴って、エンジンラジエータを大型化する必要もなくなる。   As described above, in the EGR system of the engine, the exhaust gas of the engine passing through the EGR cooler is cooled by the EGR gas cooling water, and the EGR gas cooling water is disposed independently of the engine radiator. Since it is cooled by the EGR gas cooling water heat exchanger, even when a large amount of EGR is performed, the temperature of the engine cooling water does not rise significantly and exceeds the cooling capacity of the radiator as in the past. Thus, problems such as overheating can be reliably prevented. Accordingly, it is not necessary to increase the size of the engine radiator.

上記ＥＧＲガス冷却水熱交換器は、ＥＧＲガス冷却水と外気との熱交換を行なうラジエータ型熱交換器からなることが望ましい。ラジエータ型熱交換器は、外気との熱交換を行なうものであり、トラック等の車両においては、最も効率的にＥＧＲガス冷却水の冷却を行なうことができる。   The EGR gas cooling water heat exchanger is preferably a radiator heat exchanger that performs heat exchange between the EGR gas cooling water and the outside air. The radiator heat exchanger exchanges heat with outside air, and can cool the EGR gas cooling water most efficiently in a vehicle such as a truck.

上記エンジンのＥＧＲシステムにおいて、エンジン冷却水を上記ＥＧＲクーラ内に流通させて、排気ガスとエンジン冷却水との熱交換を行なうことが望ましい。このように、エンジン冷却水をＥＧＲクーラ内に流通させて、排気ガスとエンジン冷却水との熱交換を併せて行なうことにより、ＥＧＲクーラ内を通過する排気ガスの冷却を様々な形態により行なうことができる一方、ＥＧＲガス冷却水をエンジンの冷却水路に流入させることも可能となり、ＥＧＲガス冷却水をエンジン冷却水の温度制御に利用することもできるようになる。   In the engine EGR system, it is desirable that the engine coolant is circulated in the EGR cooler to exchange heat between the exhaust gas and the engine coolant. As described above, the engine cooling water is circulated in the EGR cooler, and the exhaust gas passing through the EGR cooler is cooled in various forms by performing heat exchange between the exhaust gas and the engine cooling water. On the other hand, the EGR gas cooling water can be allowed to flow into the engine cooling water passage, and the EGR gas cooling water can be used for temperature control of the engine cooling water.

ＥＧＲガス冷却水の温度を検出するためのＥＧＲガス冷却水温度センサと、エンジン冷却水の温度を検出するためのエンジン冷却水温度センサと、ＥＧＲガス冷却水及びエンジン冷却水のＥＧＲクーラへの流れを制御するコントローラとをさらに備え、コントローラは、エンジン冷却水温度センサが検出したエンジン冷却水温度が所定温度未満であり、かつ、ＥＧＲガス冷却水温度センサが検出したＥＧＲガス冷却水温度がエンジン冷却水温度よりも高いときに、上記の排気ガスとエンジン冷却水との熱交換を行なうことが望ましい。このようにすることにより、例えば、エンジンの暖機運転時に、エンジン冷却水温度の上昇を早めることができ、暖機運転時間を大幅に短縮することができるようになる。   EGR gas cooling water temperature sensor for detecting the temperature of EGR gas cooling water, engine cooling water temperature sensor for detecting the temperature of engine cooling water, and flow of EGR gas cooling water and engine cooling water to the EGR cooler And a controller for controlling the engine cooling water temperature detected by the engine cooling water temperature sensor is lower than a predetermined temperature, and the EGR gas cooling water temperature detected by the EGR gas cooling water temperature sensor is the engine cooling temperature. When the temperature is higher than the water temperature, it is desirable to perform heat exchange between the exhaust gas and the engine cooling water. By doing in this way, for example, at the time of engine warm-up operation, the engine coolant temperature can be increased quickly, and the warm-up operation time can be greatly shortened.

エンジンラジエータは、エンジン冷却水の低温度時にエンジン冷却水を内部を通さずにバイパスさせ、上記所定温度は、エンジンラジエータのバイパス上限温度とすることが望ましい。このようにすることにより、エンジン冷却水の低温度時に限り、排気ガスとエンジン冷却水との熱交換を行なうことが可能となり、エンジンのオーバーヒートが確実に防止される。   The engine radiator bypasses the engine coolant without passing through the interior when the temperature of the engine coolant is low, and the predetermined temperature is preferably set to the bypass upper limit temperature of the engine radiator. By doing so, it is possible to exchange heat between the exhaust gas and the engine cooling water only when the temperature of the engine cooling water is low, and the engine overheating is reliably prevented.

本発明のエンジンのＥＧＲシステムは、エンジンの排気ガスを冷却してエンジンに再吸気させるためのＥＧＲクーラを備えたエンジンのＥＧＲシステムにおいて、ＥＧＲクーラは、排気ガスと内部を流通するＥＧＲガス冷却水との熱交換を行い、ＥＧＲガス冷却水は、エンジン冷却水を冷却するエンジンラジエータとは独立に配設されたＥＧＲガス冷却水熱交換器により冷却されるから、多量のＥＧＲを行なった場合にも、エンジンのオーバーヒートを車両構造の大幅変更等を行わずに確実に防止することができるという優れた効果を奏する。   The engine EGR system according to the present invention is an engine EGR system that includes an EGR cooler for cooling the exhaust gas of the engine and causing the engine to re-intake. The EGR cooler includes EGR gas cooling water that circulates between the exhaust gas and the interior. The EGR gas cooling water is cooled by an EGR gas cooling water heat exchanger that is arranged independently of the engine radiator that cools the engine cooling water, so when a large amount of EGR is performed In addition, the engine can be reliably prevented from overheating without significantly changing the vehicle structure.

本発明に係るエンジンのＥＧＲシステムの発明を実施するための第１の最良の形態を、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。   A first best mode for carrying out the invention of an engine EGR system according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

図１に示すように、エンジン１の吸気側には、エアクリーナ５、ターボチャージャ６、インタークーラ９が配設され、吸気路４が、エアクリーナ５からターボチャージャ６のコンプレッサ７、インタークーラ９を介して、エンジン１のインテークマニホールド２に接続される。   As shown in FIG. 1, an air cleaner 5, a turbocharger 6, and an intercooler 9 are disposed on the intake side of the engine 1, and the intake passage 4 passes through the compressor 7 and the intercooler 9 of the turbocharger 6 from the air cleaner 5. And connected to the intake manifold 2 of the engine 1.

エンジン１の排気側には、上述のターボチャージャ６の他、ＤＰＦ、酸化触媒、選択還元触媒、吸蔵還元触媒等を内蔵する後処理装置１３、図示しないマフラー等が配設される。排気路１０が、エンジン１のエクゾーストマニホールド３からターボチャージャ６のタービン８、後処理装置１３、図示しないマフラーに接続される。また、ＥＧＲシステムとして、ＥＧＲクーラ１５、流量制御弁１４が配設され、ＥＧＲガス路１８が、エンジン１のエクゾーストマニホールド３からＥＧＲクーラ１５、流量制御弁１４を介して、エンジン１のインテークマニホールド２に接続される。   On the exhaust side of the engine 1, in addition to the turbocharger 6 described above, a post-processing device 13 incorporating a DPF, an oxidation catalyst, a selective reduction catalyst, an occlusion reduction catalyst, and the like, a muffler (not shown), and the like are disposed. An exhaust passage 10 is connected from the exhaust manifold 3 of the engine 1 to the turbine 8 of the turbocharger 6, the aftertreatment device 13, and a muffler (not shown). Further, as an EGR system, an EGR cooler 15 and a flow rate control valve 14 are disposed, and an EGR gas passage 18 is connected from the exhaust manifold 3 of the engine 1 via the EGR cooler 15 and the flow rate control valve 14 to the intake manifold 2 of the engine 1. Connected to.

ＥＧＲクーラ１５は、エンジン１の排気ガスと、ＥＧＲガス冷却水との熱交換を行なう熱交換器であり、ＥＧＲガス冷却水によりエンジン１の排気ガスの温度を下げて、この排気ガスをエンジン１のインテークマニホールド２を介して、エンジン１へ再吸気させるためのものである。   The EGR cooler 15 is a heat exchanger that exchanges heat between the exhaust gas of the engine 1 and the EGR gas cooling water. The temperature of the exhaust gas of the engine 1 is lowered by the EGR gas cooling water, and the exhaust gas is converted into the engine 1. The intake manifold 2 is used for re-intake of air into the engine 1.

図１において破線で示されるように、ＥＧＲ冷却システムとして、ＥＧＲガス冷却水ファン３１を有するＥＧＲ用ラジエータ（ＥＧＲガス冷却水熱交換器、ラジエータ型熱交換器）３０、ＥＧＲガス冷却水ポンプ３２、ＥＧＲクーラ１５の出口におけるＥＧＲガス冷却水温度ＴC を検出するためのＥＧＲガス冷却水温度センサ３３が配設され、冷却水路３４が、ＥＧＲクーラ１５からＥＧＲ用ラジエータ３０、ＥＧＲガス冷却水ポンプ３２を介して、再びＥＧＲクーラ１５に接続される。 As shown by a broken line in FIG. 1, as an EGR cooling system, an EGR radiator (EGR gas cooling water heat exchanger, radiator type heat exchanger) 30 having an EGR gas cooling water fan 31, an EGR gas cooling water pump 32, An EGR gas cooling water temperature sensor 33 for detecting the EGR gas cooling water temperature T C at the outlet of the EGR cooler 15 is provided, and the cooling water passage 34 is provided from the EGR cooler 15 to the EGR radiator 30 and the EGR gas cooling water pump 32. Is connected to the EGR cooler 15 again.

また、エンジン１の冷却システムとして、ラジエータ２２、ポンプ２３が配設され、冷却水路２４が、エンジン１からラジエータ２２、ポンプ２３を介して、再びエンジン１へ接続される。図２に示すように、コントローラ３５が配設され、コントローラ３５と、上述のＥＧＲガス冷却水ファン３１、ＥＧＲガス冷却水ポンプ３２、ＥＧＲガス冷却水温度センサ３３が電気的に接続される。   Further, a radiator 22 and a pump 23 are disposed as a cooling system for the engine 1, and the cooling water channel 24 is connected to the engine 1 again from the engine 1 via the radiator 22 and the pump 23. As shown in FIG. 2, a controller 35 is disposed, and the controller 35 and the above-described EGR gas cooling water fan 31, EGR gas cooling water pump 32, and EGR gas cooling water temperature sensor 33 are electrically connected.

次に、本エンジンのＥＧＲシステムの作動について説明する。   Next, the operation of the EGR system of this engine will be described.

図３に示すように、コントローラ３５は、ＥＧＲガス冷却水温度センサ３３が検出したＥＧＲガス冷却水温度ＴC を読み込む（ステップＳ２）。ステップＳ２で読み込んだＥＧＲガス冷却水温度ＴC が、所定温度ＴO を超えているか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４の判定結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合、すなわち、ＥＧＲガス冷却水温度ＴC が所定温度ＴO を超えている場合には、ＥＧＲガス冷却水ポンプ３２を作動させて、ＥＧＲガス冷却水を、ＥＧＲクーラ１５とＥＧＲ用ラジエータ３０との間に循環させると共に、ＥＧＲガス冷却水ファン３１を作動させる（ステップＳ６）。これにより、ＥＧＲガス冷却水は大気により冷却される。 As shown in FIG. 3, the controller 35 reads the EGR gas cooling water temperature T C detected by the EGR gas cooling water temperature sensor 33 (step S2). It is determined whether or not the EGR gas cooling water temperature T C read in step S2 exceeds a predetermined temperature T O (step S4). If the determination result in step S4 is affirmative (Yes), that is, if the EGR gas cooling water temperature T C exceeds the predetermined temperature T O , the EGR gas cooling water pump 32 is operated to provide EGR gas cooling water. Are circulated between the EGR cooler 15 and the EGR radiator 30, and the EGR gas cooling water fan 31 is operated (step S6). Thereby, the EGR gas cooling water is cooled by the atmosphere.

ステップＳ４の判定結果が否定（Ｎｏ）の場合、すなわち、ＥＧＲガス冷却水温度ＴC が所定温度ＴO 以下の場合、又は、上述のステップＳ６を実行した後は、次に、エンジン１が停止しているか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８の判定結果が肯定の場合、すなわち、エンジン１が停止している場合には、本ルーチンを終了する。また、ステップＳ８の判定結果が否定の場合、すなわち、エンジン１が作動している場合には、上述のステップＳ２以降を繰り返す。 If the determination result in step S4 is negative (No), that is, if the EGR gas cooling water temperature T C is equal to or lower than the predetermined temperature T O , or after executing step S6 described above, then the engine 1 is stopped It is determined whether or not (step S8). If the determination result of step S8 is affirmative, that is, if the engine 1 is stopped, this routine is terminated. If the determination result in step S8 is negative, that is, if the engine 1 is operating, the above-described steps S2 and subsequent steps are repeated.

このように、本エンジンのＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲクーラ１５内を通過するエンジン１の排気ガスはＥＧＲガス冷却水により冷却され、かつ、このＥＧＲガス冷却水は、エンジンラジエータ２２とは独立に配設されたＥＧＲ用ラジエータ３０により冷却されるから、多量のＥＧＲを行なった場合にも、従来のように、エンジン冷却水の温度が大幅に上昇してエンジンラジエータ２２の冷却能力を上回るようなことがなく、オーバーヒート等の問題を確実に防止することができる。これに伴って、エンジンラジエータ２２を大型化する必要もなくなる。   As described above, according to the EGR system of the engine, the exhaust gas of the engine 1 passing through the EGR cooler 15 is cooled by the EGR gas cooling water, and the EGR gas cooling water is independent of the engine radiator 22. Since it is cooled by the disposed EGR radiator 30, even when a large amount of EGR is performed, the temperature of the engine cooling water rises significantly and exceeds the cooling capacity of the engine radiator 22 as in the prior art. It is possible to reliably prevent problems such as overheating. Accordingly, it is not necessary to increase the size of the engine radiator 22.

次に、本発明に係るエンジンのＥＧＲシステムの発明を実施するための第２の最良の形態を、図４ないし図７を参照して詳細に説明する。図４及び図５において、図１及び図２と同一の符号は、それぞれ同一の構成要素を示す。   Next, a second best mode for carrying out the invention of the engine EGR system according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same components.

図４に示すように、エンジン１の吸気側には、エアクリーナ５、ターボチャージャ６、インタークーラ９が配設され、吸気路４が、エアクリーナ５からターボチャージャ６のコンプレッサ７、インタークーラ９を介して、エンジン１のインテークマニホールド２に接続される。   As shown in FIG. 4, an air cleaner 5, a turbocharger 6, and an intercooler 9 are disposed on the intake side of the engine 1, and the intake passage 4 passes from the air cleaner 5 through the compressor 7 and the intercooler 9 of the turbocharger 6. And connected to the intake manifold 2 of the engine 1.

エンジン１の排気側には、上述のターボチャージャ６の他、ＤＰＦ、酸化触媒、選択還元触媒、吸蔵還元触媒等を内蔵する後処理装置１３、図示しないマフラー等が配設される。排気路１０が、エンジン１のエクゾーストマニホールド３から、ターボチャージャ６のタービン８、後処理装置１３、図示しないマフラーに接続される。また、ＥＧＲシステムとして、ＥＧＲクーラ１５、流量制御弁１４が配設され、ＥＧＲガス路１８が、エンジン１のエクゾーストマニホールド３からＥＧＲクーラ１５、流量制御弁１４を介して、エンジン１のインテークマニホールド２に接続される。   On the exhaust side of the engine 1, in addition to the turbocharger 6 described above, a post-processing device 13 incorporating a DPF, an oxidation catalyst, a selective reduction catalyst, an occlusion reduction catalyst, and the like, a muffler (not shown), and the like are disposed. An exhaust passage 10 is connected from the exhaust manifold 3 of the engine 1 to the turbine 8 of the turbocharger 6, the aftertreatment device 13, and a muffler (not shown). Further, as an EGR system, an EGR cooler 15 and a flow rate control valve 14 are disposed, and an EGR gas passage 18 is connected from the exhaust manifold 3 of the engine 1 via the EGR cooler 15 and the flow rate control valve 14 to the intake manifold 2 of the engine 1. Connected to.

このＥＧＲクーラ１５は、エンジン１の排気ガスと、ＥＧＲガス冷却水との熱交換を行なう熱交換器であり、ＥＧＲガス冷却水によりエンジン１の排気ガスの温度を下げて、この排気ガスをエンジン１のインテークマニホールド２を介して、エンジン１へ再吸気させるためのものである。これにより、吸気中の酸素濃度を低下させ、エンジンの燃焼温度を下げて、主にＮＯX の低減を図ることができる。 The EGR cooler 15 is a heat exchanger that exchanges heat between the exhaust gas of the engine 1 and the EGR gas cooling water. The temperature of the exhaust gas of the engine 1 is lowered by the EGR gas cooling water, 1 is for re-intake of air into the engine 1 via the intake manifold 2 of the engine 1. Thus, the oxygen concentration in the intake air is lowered, lowering the combustion temperature of the engine, it is possible to mainly reduce the NO X.

図４において破線で示すように、ＥＧＲ冷却システムとして、ＥＧＲガス冷却水ファン３１を有するＥＧＲラジエータ（ＥＧＲガス冷却水熱交換器、ラジエータ型熱交換器）３０、ＥＧＲガス冷却水ポンプ３２、ＥＧＲクーラ１５の出口におけるＥＧＲガス冷却水温度ＴC を検出するためのＥＧＲガス冷却水温度センサ３３、第３切替弁３８が配設され、冷却水路３４が、ＥＧＲクーラ１５から第３切替弁３８、ＥＧＲラジエータ３０、ＥＧＲガス冷却水ポンプ３２を介して、再びＥＧＲクーラ１５に接続される。 As shown by a broken line in FIG. 4, as an EGR cooling system, an EGR radiator (EGR gas cooling water heat exchanger, radiator type heat exchanger) 30 having an EGR gas cooling water fan 31, an EGR gas cooling water pump 32, and an EGR cooler. 15 is provided with an EGR gas cooling water temperature sensor 33 and a third switching valve 38 for detecting the EGR gas cooling water temperature T C at the outlet, and the cooling water passage 34 is connected from the EGR cooler 15 to the third switching valve 38, EGR. It is again connected to the EGR cooler 15 through the radiator 30 and the EGR gas cooling water pump 32.

また、エンジン１の冷却システムとして、エンジン１の出口のエンジン冷却水温度ＴE を検出するためのエンジン冷却水温度センサ２７、サーモスタットを内蔵しサーモスタットの作動によって流路を切り替えるサーモスタット切替弁２８、ラジエータ２２、ポンプ２３が配設され、冷却水路２４が、エンジン１からサーモスタット切替弁２８、ラジエータ２２、ポンプ２３を介して、再びエンジン１へ接続される。また、サーモスタット切替弁２８からは、ラジエータ２２をバイパスするためのバイパス路２５が分岐し、このバイパス路２５は、ラジエータ２２とポンプ２３との間の冷却水路２４に接続される。 Further, as the cooling system of the engine 1, an engine coolant temperature sensor 27 for detecting an engine coolant temperature T E at the outlet of the engine 1, a built-in thermostat thermostat switching valve 28 for switching the flow path by the operation of the thermostat, radiator 22, a pump 23 is disposed, and the cooling water passage 24 is connected to the engine 1 again from the engine 1 via the thermostat switching valve 28, the radiator 22, and the pump 23. Further, a bypass path 25 for bypassing the radiator 22 branches from the thermostat switching valve 28, and the bypass path 25 is connected to a cooling water path 24 between the radiator 22 and the pump 23.

さらに、ＥＧＲ冷却システムの冷却水路３４と、エンジン１の冷却システムの冷却水路２４は、それぞれ第１切替弁３６、第２切替弁３７を介して、冷却水路２６により接続される。すなわち、ＥＧＲクーラ１５と第３切替弁３８の間の冷却水路３４が、冷却水路２６により第１切替弁３６を介して、エンジン冷却水温度センサ２７とサーモスタット切替弁２８との間の冷却水路２４に接続される。また、ＥＧＲガス冷却水ポンプ３２とＥＧＲクーラ１５の間の冷却水路３４が、冷却水路２６により第２切替弁３７を介して、ポンプ２３とエンジン１との間の冷却水路２４に接続される。   Further, the cooling water passage 34 of the EGR cooling system and the cooling water passage 24 of the cooling system of the engine 1 are connected by the cooling water passage 26 via the first switching valve 36 and the second switching valve 37, respectively. That is, the cooling water passage 34 between the EGR cooler 15 and the third switching valve 38 is connected to the cooling water passage 24 between the engine cooling water temperature sensor 27 and the thermostat switching valve 28 via the first switching valve 36 by the cooling water passage 26. Connected to. Further, the cooling water passage 34 between the EGR gas cooling water pump 32 and the EGR cooler 15 is connected to the cooling water passage 24 between the pump 23 and the engine 1 via the second switching valve 37 by the cooling water passage 26.

図５に示すように、コントローラ３５が配設され、コントローラ３５と、上述のエンジン冷却水温度センサ２７、ＥＧＲガス冷却水ファン３１、ＥＧＲガス冷却水ポンプ３２、ＥＧＲガス冷却水温度センサ３３、第１切替弁３６、第２切替弁３７、第３切替弁３８が電気的に接続される。   As shown in FIG. 5, a controller 35 is disposed, and the controller 35, the above-described engine coolant temperature sensor 27, EGR gas coolant fan 31, EGR gas coolant pump 32, EGR gas coolant temperature sensor 33, The 1 switching valve 36, the 2nd switching valve 37, and the 3rd switching valve 38 are electrically connected.

次に、本エンジンのＥＧＲシステムの作動について説明する。   Next, the operation of the EGR system of this engine will be described.

図６に示すように、コントローラ３５は、エンジン冷却水温度センサ２７が検出したエンジン１の出口のエンジン冷却水温度ＴE を読み込む（ステップＳ１２）。ステップＳ１２で読み込んだエンジン冷却水温度ＴE が、サーモスタット切替弁２８の作動設定温度（バイパス上限温度）ＴS 未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、このサーモスタット切替弁２８の作動設定温度ＴS とは、例えば、サーモスタット切替弁２８の作動により、エンジン冷却水のバイパス路２５へのバイパスがすべて停止し、エンジン冷却水の全部がラジエータ２２へ送られるようになる温度である。なお、このサーモスタット切替弁２８の作動設定温度ＴS として、エンジン冷却水の一部がまだバイパス路２５へバイパスされている状態の温度を用いることもできる。 As shown in FIG. 6, the controller 35, an engine coolant temperature sensor 27 reads the engine coolant temperature T E at the outlet of the engine 1 detected (step S12). Read in step S12 the engine coolant temperature T E is equal to or an operation set temperature (bypass upper limit temperature) of less than T S of the thermostat switching valve 28 (step S14). Here, the operation set temperature T S of the thermostat switching valve 28 is, for example, that the bypass of the engine cooling water to the bypass path 25 is stopped by the operation of the thermostat switching valve 28, and all the engine cooling water is the radiator 22. This is the temperature at which it will be sent to. Note that as the operation set temperature T S of the thermostat switching valve 28, a temperature in a state where a part of the engine cooling water is still bypassed to the bypass 25 can be used.

ステップＳ１４の判定結果が否定（Ｎｏ）の場合、すなわち、エンジン冷却水温度ＴE が、サーモスタット切替弁２８の作動設定温度ＴS 以上である場合には、第１切替弁３６及び第２切替弁３７を閉弁させ、第３切替弁３８を開弁させる。そして、ＥＧＲガス冷却水ポンプ３２を作動させて、ＥＧＲガス冷却水をＥＧＲクーラ１５とＥＧＲラジエータ３０との間に循環させ、ＥＧＲガス冷却ファン３１を作動させる（ステップＳ２２）。 When the determination result of step S14 is negative (No), that is, when the engine coolant temperature T E is equal to or higher than the operation set temperature T S of the thermostat switching valve 28, the first switching valve 36 and the second switching valve. 37 is closed and the third switching valve 38 is opened. Then, the EGR gas cooling water pump 32 is operated to circulate the EGR gas cooling water between the EGR cooler 15 and the EGR radiator 30, and the EGR gas cooling fan 31 is operated (step S22).

この場合には、上述の第１の最良の形態のエンジンのＥＧＲシステムと同様の構成となり、ＥＧＲガス冷却水は大気により冷却される。また、エンジン１を冷却したエンジン冷却水は、サーモスタット切替弁２８の切替えによりラジエータ２２に送られて、ラジエータ２２により冷却される。   In this case, the configuration is the same as that of the EGR system of the engine of the first best mode described above, and the EGR gas cooling water is cooled by the atmosphere. The engine coolant that has cooled the engine 1 is sent to the radiator 22 by the switching of the thermostat switching valve 28, and is cooled by the radiator 22.

ステップＳ１４の判定結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合、すなわち、エンジン冷却水温度ＴE がサーモスタット切替弁２８の作動設定温度ＴS 未満の場合には、ＥＧＲガス冷却水温度センサ３３が検出したＥＧＲガス冷却水温度ＴC を読み込む（ステップＳ１６）。そして、上述のステップＳ１２で読み込んだエンジン冷却水温度ＴE が、ステップＳ１６で読み込んだＥＧＲガス冷却水温度ＴC を超えているか否かを判定する（ステップＳ１８）。 If the determination result in step S14 is affirmative (Yes), that is, if the engine coolant temperature T E is lower than the operation set temperature T S of the thermostat switching valve 28, the EGR gas detected by the EGR gas coolant temperature sensor 33 is detected. read coolant temperature T C (step S16). It is determined read in step S12 described above the engine coolant temperature T E is, whether more than the EGR gas cooling water temperature T C read in step S16 (step S18).

ステップＳ１８の判定結果が肯定の場合、すなわち、エンジン冷却水温度ＴE がＥＧＲガス冷却水温度ＴC を超えている場合には、上述のステップＳ２２を実行する。ただし、この場合には、エンジン冷却水温度ＴE がサーモスタット切替弁２８の作動設定温度ＴS 未満である（ステップＳ１４）から、エンジン１を冷却したエンジン冷却水は、サーモスタット切替弁２８の切替えによりラジエータ２２には送られずに、その全部又は一部がバイパス路２５を通ってエンジン１との間を循環する。これは、暖機運転時に相当する。 If the decision result in the step S18 is affirmative, i.e., if the engine coolant temperature T E is greater than the EGR gas cooling water temperature T C executes the step S22 described above. However, in this case, the engine coolant temperature T E is less than the operating set temperature T S of the thermostat switching valve 28 (step S14), and engine cooling water which has cooled the engine 1, by switching the thermostat switching valve 28 Instead of being sent to the radiator 22, all or a part thereof circulates between the engine 1 through the bypass 25. This corresponds to a warm-up operation.

ステップＳ１８の判定結果が否定の場合、すなわち、エンジン冷却水温度ＴE がＥＧＲガス冷却水温度ＴC 以下の場合には、第１切替弁３６及び第２切替弁３７を開弁させ、第３切替弁３８を閉弁させる。そして、ＥＧＲガス冷却水ポンプ３２を停止させ、ＥＧＲガス冷却ファン３１を停止させる（ステップＳ２０）。このとき、第１切替弁３６及び第２切替弁３７が開弁し、第３切替弁３８が閉弁しているから、ＥＧＲクーラ１５でＥＧＲガスを冷却して温度上昇したＥＧＲガス冷却水はＥＧＲラジエータ３０に送られずに、冷却水路２６を通ってエンジン冷却水の冷却水路２４に流れこむ。したがって、ＥＧＲガス冷却水がエンジン冷却水を温めて、エンジンの暖機を促進すると共に、ＥＧＲガス冷却水の温度も低下する。 If the decision result in the step S18 is negative, i.e., if the engine coolant temperature T E is less than EGR gas cooling water temperature T C is allowed to open the first switching valve 36 and second switching valve 37, the third The switching valve 38 is closed. Then, the EGR gas cooling water pump 32 is stopped and the EGR gas cooling fan 31 is stopped (step S20). At this time, since the first switching valve 36 and the second switching valve 37 are opened and the third switching valve 38 is closed, the EGR gas cooling water whose temperature has risen by cooling the EGR gas by the EGR cooler 15 is Instead of being sent to the EGR radiator 30, it flows into the cooling water passage 24 of the engine cooling water through the cooling water passage 26. Therefore, the EGR gas cooling water warms the engine cooling water to promote engine warm-up, and the temperature of the EGR gas cooling water also decreases.

ステップＳ２０又はステップＳ２２を実行した後、エンジン１が停止しているか否かを判定する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の判定結果が否定の場合、すなわち、エンジン１が作動している場合には、上述のステップＳ１２以降を繰り返す。また、ステップＳ２４の判定結果が肯定の場合、すなわち、エンジン１が停止している場合には、第１切替弁３６、第２切替弁３７、第３切替弁３８、ＥＧＲガス冷却水ポンプ３２、ＥＧＲガス冷却ファン３１を、上述のステップＳ２０と同様の状態とし、エンジン１の停止措置を行なう（ステップＳ２６）。これにより、本ルーチンを終了する。   After executing Step S20 or Step S22, it is determined whether or not the engine 1 is stopped (Step S24). When the determination result of step S24 is negative, that is, when the engine 1 is operating, the above-described steps S12 and after are repeated. When the determination result of step S24 is affirmative, that is, when the engine 1 is stopped, the first switching valve 36, the second switching valve 37, the third switching valve 38, the EGR gas cooling water pump 32, The EGR gas cooling fan 31 is set in the same state as in step S20 described above, and the engine 1 is stopped (step S26). Thereby, this routine is completed.

このように、本エンジンのＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲクーラ１５内を通過するエンジン１の排気ガスはＥＧＲガス冷却水により冷却され、かつ、このＥＧＲガス冷却水は、エンジンラジエータ２２とは独立に配設されたＥＧＲラジエータ３０により冷却されるから、多量のＥＧＲを行なった場合にも、従来のように、エンジン冷却水の温度が大幅に上昇してエンジンラジエータ２２の冷却能力を上回るようなことがなく、これによりオーバーヒート等の問題を確実に防止することができる。これに伴って、エンジンラジエータ２２を大型化する必要もなくなる。   As described above, according to the EGR system of the engine, the exhaust gas of the engine 1 passing through the EGR cooler 15 is cooled by the EGR gas cooling water, and the EGR gas cooling water is independent of the engine radiator 22. Since it is cooled by the EGR radiator 30 provided, even when a large amount of EGR is performed, the temperature of the engine cooling water will rise significantly and exceed the cooling capacity of the engine radiator 22 as in the past. Thus, problems such as overheating can be reliably prevented. Accordingly, it is not necessary to increase the size of the engine radiator 22.

また、エンジン１の暖機運転時であり、かつ、ＥＧＲガス冷却水がエンジン冷却水よりも温度が高い場合には、ＥＧＲガス冷却水がエンジン冷却水を温めてその温度上昇を早め、エンジン１の暖機運転時間を大幅に短縮することができる。   Further, when the engine 1 is in a warm-up operation and the temperature of the EGR gas cooling water is higher than that of the engine cooling water, the EGR gas cooling water warms the engine cooling water and accelerates the temperature rise. The warm-up operation time can be greatly shortened.

なお、上述のエンジンのＥＧＲシステムは、一例に過ぎず、種々の変形が可能である。例えば、ＥＧＲガス冷却水熱交換器は、必ずしもラジエータ型熱交換器の一例であるＥＧＲラジエータ３０により構成する必要はない。また、ＥＧＲガス冷却水をエンジン１の冷却水路へ流入させる所定温度は、必ずしもエンジンラジエータ２２のバイパス上限温度であるサーモスタット切替弁２８の作動設定温度ＴS とする必要はない。 The engine EGR system described above is merely an example, and various modifications are possible. For example, the EGR gas cooling water heat exchanger is not necessarily configured by the EGR radiator 30 that is an example of a radiator heat exchanger. Further, the predetermined temperature at which the EGR gas cooling water flows into the cooling water passage of the engine 1 is not necessarily set to the operation set temperature T S of the thermostat switching valve 28 that is the bypass upper limit temperature of the engine radiator 22.

本発明に係るエンジンのＥＧＲシステムの第１の最良の実施の形態を示す模試図である。1 is a schematic diagram showing a first best embodiment of an EGR system for an engine according to the present invention. FIG. 図１のコントローラを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the controller of FIG. 図１のＥＧＲシステムの作動を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the action | operation of the EGR system of FIG. 本発明に係るエンジンのＥＧＲシステムの第２の最良の実施の形態を示す模試図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a second best embodiment of the engine EGR system according to the present invention. 図４のコントローラを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the controller of FIG. 図４のＥＧＲシステムの作動を示すフローチャートの前部である。FIG. 5 is a front part of a flowchart showing the operation of the EGR system of FIG. 4. 図４のＥＧＲシステムの作動を示すフローチャートの後部である。FIG. 6 is a rear part of a flowchart showing an operation of the EGR system of FIG. 4. 従来のエンジンのＥＧＲシステムを示すシステム図である。It is a system diagram which shows the EGR system of the conventional engine.

符号の説明Explanation of symbols

１ エンジン
２ インテークマニホールド
３ エクゾーストマニホールド
４ 吸気路
５ エアクリーナ
６ ターボチャージャ
７ コンプレッサ
８ タービン
９ インタークーラ
１０ 排気路
１３ 後処理装置
１４ 流量制御弁
１５ ＥＧＲクーラ
１８ ＥＧＲガス路
２２ ラジエータ
２３ ポンプ
２４ 冷却水路
２５ バイパス路
２６ 冷却水路
２７ エンジン冷却水温度センサ
２８ サーモスタット切替弁
３１ ＥＧＲガス冷却水ファン
３０ ＥＧＲラジエータ
３２ ＥＧＲガス冷却水ポンプ
３３ ＥＧＲガス冷却水温度センサ
３４ 冷却水路
３５ コントローラ
３６ 第１切替弁
３７ 第２切替弁
３８ 第３切替弁
１０１ エンジン
１０２ エクゾーストマニホールド
１０３ ＥＧＲクーラ
１０４ インテークマニホールド
１０５ 流量制御弁
ＴC ＥＧＲガス冷却水温度
ＴE エンジン冷却水温度
ＴO 所定温度
ＴS サーモスタット作動設定温度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Intake manifold 3 Exhaust manifold 4 Intake passage 5 Air cleaner 6 Turbocharger 7 Compressor 8 Turbine 9 Intercooler 10 Exhaust passage 13 Aftertreatment device 14 Flow control valve 15 EGR cooler 18 EGR gas passage 22 Radiator 23 Pump 24 Cooling water passage 25 Bypass Path 26 cooling water path 27 engine cooling water temperature sensor 28 thermostat switching valve 31 EGR gas cooling water fan 30 EGR radiator 32 EGR gas cooling water pump 33 EGR gas cooling water temperature sensor 34 cooling water path 35 controller 36 first switching valve 37 second switching Valve 38 Third switching valve 101 Engine 102 Exhaust manifold 103 EGR cooler 104 Intake manifold 105 Flow control valve T C EGR gas cooling water temperature T E Engine cooling water Temperature T O Preset temperature T S Thermostat operation set temperature

Claims (3)

エンジン（１）の排気ガスを冷却して前記エンジンに再吸気させるためのＥＧＲクーラ（１５）を備え、前記ＥＧＲクーラは、前記排気ガスと内部を流通するＥＧＲガス冷却水との熱交換を行い、前記ＥＧＲガス冷却水は、エンジン冷却水を冷却するためのエンジンラジエータ（２２）とは独立に配設されたＥＧＲガス冷却水熱交換器により冷却され、前記エンジン冷却水は、前記ＥＧＲクーラ内に流通されて前記排気ガスとの熱交換を行なうエンジンのＥＧＲシステムにおいて、前記ＥＧＲガス冷却水の温度（Ｔ C ）を検出するためのＥＧＲガス冷却水温度センサ（３３）と、前記エンジン冷却水の温度（Ｔ E ）を検出するためのエンジン冷却水温度センサ（２７）と、前記ＥＧＲガス冷却水及び前記エンジン冷却水の前記ＥＧＲクーラへの流通を制御するコントローラ（３５）とをさらに備え、前記コントローラは、前記エンジン冷却水温度センサが検出した前記エンジン冷却水温度が所定温度未満であり、かつ、前記ＥＧＲガス冷却水温度センサが検出した前記ＥＧＲガス冷却水温度が前記エンジン冷却水温度よりも高いときに前記排気ガスと前記エンジン冷却水との前記熱交換を行なうことを特徴とするエンジンのＥＧＲシステム。 An EGR cooler (15) for cooling the exhaust gas of the engine (1) and allowing the engine to re-intake the air is provided , and the EGR cooler performs heat exchange between the exhaust gas and EGR gas cooling water flowing inside. The EGR gas cooling water is cooled by an EGR gas cooling water heat exchanger disposed independently of an engine radiator (22) for cooling the engine cooling water, and the engine cooling water is contained in the EGR cooler. An EGR gas cooling water temperature sensor (33) for detecting the temperature (T C ) of the EGR gas cooling water, and the engine cooling water in an engine EGR system that exchanges heat with the exhaust gas. the temperature engine coolant temperature sensor for detecting (T E) (27), to the EGR cooler of the EGR gas coolant and the engine coolant And a controller (35) for controlling distribution, wherein the controller detects that the engine coolant temperature detected by the engine coolant temperature sensor is lower than a predetermined temperature, and detects the EGR gas coolant temperature sensor. An EGR system for an engine which performs the heat exchange between the exhaust gas and the engine coolant when the EGR gas coolant temperature is higher than the engine coolant temperature . 前記ＥＧＲガス冷却水熱交換器は、前記ＥＧＲガス冷却水と外気との熱交換を行なうラジエータ型熱交換器（３０）からなることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのＥＧＲシステム。   The engine EGR system according to claim 1, wherein the EGR gas cooling water heat exchanger includes a radiator heat exchanger (30) for exchanging heat between the EGR gas cooling water and outside air. 前記エンジンラジエータ（２２）は、前記エンジン冷却水の低温度時に前記エンジン冷却水の全部又は一部を内部を流通させずにバイパスさせ、前記所定温度は、前記ラジエータのバイパス上限温度（Ｔｓ）としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンのＥＧＲシステム。 The engine radiator (22) bypasses all or part of the engine cooling water without passing through the inside at a low temperature of the engine cooling water, and the predetermined temperature is equal to a bypass upper limit temperature (Ts) of the radiator. The engine EGR system according to claim 1 , wherein the EGR system is an engine.
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